1. 밤하늘의 영원한 나침반, 북극성의 숨겨진 비밀
밤하늘에서 가장 믿음직스러운 별, 북극성! 수천 년 동안 길을 잃은 이들에게 방향을 제시해 주었지만, 사실 북극성 자신은 지금 거대한 우주의 미스터리 한가운데에 서 있습니다. 우리의 나침반이 흔들리고 있다는 충격적인 사실, 함께 파헤쳐 볼까요? 북극성 AA는 세페이드 변광성 중에서도 유독 특이한 행동을 보여주는 별입니다. 1960년대부터 1990년대까지는 밝기 변화의 폭(진폭)이 점점 줄어들다가, 2000년대부터는 다시 서서히 증가하기 시작했죠. 이러한 패턴은 다른 세페이드 변광성에서는 찾아볼 수 없는 매우 독특한 현상입니다. 게다가 북극성은 진폭만 이상한 것이 아니었습니다. 지난 150년간 관측된 북극성의 주기는 매년 4.5초씩 꾸준히 증가해 왔는데, 이는 별이 아주 급격하게 진화하고 있음을 시사하는 강력한 증거였습니다.
2. 별의 격동적인 진화 단계, 북극성은 과연 어디쯤?
천문학자들은 북극성의 이런 특이한 행동을 설명하기 위해 북극성 AA가 생애 주기 중 ‘불안정한 단계’에 진입했을 가능성을 제기했습니다. 대부분의 세페이드 변광성들은 일생 동안 세 번의 큰 불안정 단계를 겪습니다. 첫 번째 단계는 별의 중심부 수소 핵융합이 멈추고 적색거성이나 초거성으로 변해가는 과정에서 발생하며, 약 1만\~10만 년 정도로 짧아 연구가 가장 덜 되어 있습니다. 두 번째 단계는 중심부에서 헬륨 핵융합이 시작될 때 나타나는데, 별은 더 뜨겁고 푸르게 빛나며 약 10만\~1천만 년 정도 지속됩니다. 마지막 세 번째 단계는 헬륨마저 고갈될 때 다시 팽창하는 시기로, 두 번째 단계와 비슷한 시간 규모를 가집니다. 우리가 관측하는 대부분의 세페이드 변광성은 두 번째나 세 번째 단계에 있어 비교적 예측 가능한 행동을 보이지만, 첫 번째 단계에 있는 별을 포착하는 것은 매우 드문 일이죠. 문제는 북극성이 이 중 어떤 단계에 있는지 아직 합의된 의견이 없다는 것입니다. 어떤 과학자들은 첫 번째 단계라고 주장하고, 또 다른 이들은 세 번째 단계라고 말합니다.
3. 예측 불가능한 반전: 북극성의 주기가 다시 짧아지고 있다?
북극성을 설명하기 위한 다양한 이론들이 쏟아져 나오던 그때, 갑자기 모든 추세를 뒤집는 놀라운 사건이 발생했습니다. 2010년부터 북극성의 주기가 다시 짧아지고 있다는 것이 관측된 것입니다! 이전까지 꾸준히 길어지던 주기가 갑자기 짧아진 이유는 아직 아무도 명확히 설명하지 못하고 있습니다. 일부 천문학자들은 북극성의 짝별인 북극성 AB가 가장 가까운 지점을 지나면서 북극성에 미세한 중력적 방해를 주었을 것이라고 추측하기도 하지만, 아직 확실하게 밝혀진 것은 없습니다. 그렇다면 우리가 지금까지 알고 있던 북극성에 대한 모델이나 세페이드 변광성에 대한 이해 자체가 틀린 걸까요? 밤하늘의 영원한 길잡이 북극성이 던지는 이 미스터리는 우주를 이해하려는 인류에게 새로운 숙제를 안겨주고 있습니다.
